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1、第40卷第8期電力系統(tǒng)保護(hù)與控制V01．40No．82012年4月16日PowerSystemProtectionandControlApr．16，2012雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組復(fù)合頻率控制策略研究朱曉榮，趙猛，王毅(華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，河北保定071003)摘要：雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(Doubly—FedInductionGeneratot，DFIG)現(xiàn)有的基于最大風(fēng)功率追蹤的控制策略不能對(duì)系統(tǒng)頻率的變化作出響應(yīng)。大量基于DFIG的風(fēng)電場(chǎng)并入電網(wǎng)并取代傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)組，將降低系統(tǒng)的頻率控制能力。首先分析了風(fēng)力發(fā)電穿透率對(duì)系統(tǒng)頻率控制能力的影響
2、；其次研究了DFIG附加“虛擬”慣性控制環(huán)的頻率響應(yīng)，分析了槳距角控制參與系統(tǒng)一次調(diào)頻的能力；最后設(shè)計(jì)了一種新的復(fù)合頻率控制方法，該方法通過(guò)“虛擬”慣性控制和槳距角頻率控制的共同作用，降低了系統(tǒng)頻率的初始變化率及穩(wěn)態(tài)偏差。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提控制策略的有效性。關(guān)鍵詞：雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)；風(fēng)力發(fā)電；頻率控制；慣性控制；槳距角控制Compositefrequencycontrolstrategyofdoubly-fedinductiongeneratorwindturbinesZHUXiao—rong，ZHAOMeng，WANGYi(SchoolofElectron
3、icandElectricalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：TheexistingcontrolstrategybasedonmaximumwindpowertrackingofDoubly—fedInductionGenerators(DFIG)cannotresponsetothedeviationofthesystemfrequency．AlargenumberofDFIG—basedwindfarmstakingtheplaceo
4、fconventionalsynchronousgeneratorswilldecreasethecontrolabilityofthesystemfrequency．First，theimpactofthewindpenetrationO11thecontrollabilityofthesystemfrequencyisanalyzed．Then，theresponseofthevirtualinertiacontrolloopandthepitchanglecontrolusedforprimaryfrequencyregulationareintro
5、ducedindetail．Finally,anewcompositefrequencycontrolstrategyisproposed，whichcandecreasetheinitialrateofchangeandthesteady-stateerrorofthesystemfrequencythroughthecombinationofthevirtualinertiacontrolandthepitchanglecontro1．Thesimulationresultsdemonstratetheefectivenessoftheapproach
6、．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50807015andNo．50977028)．Keywords：doubly-fedinductiongenerator(DFIG)；windpowergeneration；frequencyregulmion；inertiacontrol；pitchanglecontrol中圖分類號(hào)：TM315文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674—3415(2012)08-0020-05同步發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量通過(guò)調(diào)速裝置參與系O引言統(tǒng)的頻率調(diào)整
7、，系統(tǒng)的頻率調(diào)整包括一次調(diào)頻和二雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)有功功率、無(wú)功次調(diào)頻。系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小決定了系統(tǒng)的頻率變功率的快速解耦控制，在較大的風(fēng)速范圍內(nèi)變速運(yùn)化率(theRateOfChangeOfFrequency，ROCOF)，行，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲，因而廣泛應(yīng)用于大型風(fēng)電轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，頻率變化越慢；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小，頻場(chǎng)中[1-21。DFIG在實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)行的同時(shí)，使得風(fēng)力率變化越快】。一次調(diào)頻是發(fā)電機(jī)對(duì)電網(wǎng)頻率變化機(jī)轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)的頻率解耦，無(wú)法像傳統(tǒng)的同步發(fā)電作出的自動(dòng)響應(yīng)，主要針對(duì)變化周期短(秒級(jí))、變機(jī)一樣對(duì)系統(tǒng)的頻率變化產(chǎn)生慣性響應(yīng)【jJ。另外，化幅
8、度小的負(fù)荷分量。二次調(diào)頻主要是電網(wǎng)調(diào)度中隨著風(fēng)電透入水平的增加，大
